SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO SKRIPSI ROY P GINTING

SKRIPSI

ROY P GINTING 111402095

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2017

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi

ROY P GINTING 111402095

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2017

PERSETUJUAN

Judul :

Kategori : SKRIPSI

Nama : ROY P GINTING Nomor Induk Mahasiswa : 111402095

Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas :

Komisi Pembimbing :

Diketahui/disetujui oleh

Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua,

Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT NIP. 19800110 200801 1 010

ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO

Pembimbing 1

Baihaqi Siregar, S.Si., M.T

NIP. 197901008 201212 1 002 Pembimbing 2

Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT

PERNYATAAN

SISTEM PEMANTAUAN KUALITAS TANAMAN SAYUR PADA MEDIA TANAM HIDROPONIK MENGGUNAKAN ARDUINO

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, 30 Januari 2017

Roy P Ginting 111402095

UCAPAN TERIMA KASIH

Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan izin-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program Studi S1 Teknologi Informasi Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

Penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan motivasi berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH, M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan

Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Baihaqi Siregar, S.Si., M.T selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT. selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan tenaganya untuk membimbing penulis dalam penelitian serta penulisan skripsi ini.

4. Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M. Sc selaku Dosen Pembanding I dan Bapak Seniman, S.Kom., M.Kom.selaku Pembanding II yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

5.

Seluruh dosen serta staf pegawai di lingkungan Program Studi S1 Teknologi Informasi dan Fasilkom-TI USU, yang telah membantu proses administrasi selama masa perkuliahan.

6. Ayahanda Benteng Ginting, S.Pd dan Ibunda Murniaty Br Barus yang telah membesarkan penulis dengan penuh cinta dan kasih saying, serta selalu memberikan doa, semangat dan dukungan kepada penulis. Terima kasih juga kepada Abangnda Eliezer Bastanta Ginting dan Adinda Vionika Apriliasta Ginting yang selalu memberikan motivasi dan dukungan kepada penulis, serta kepada seluruh anggota keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satupersatu.

7. Yang tercinta Ledi Rufina Sinuhaji, SH yang telah memberikan kasih sayang, doa, semangat, dan motivasi kepada penulis.

8. Sahabat-sahabat penulis Ilhamuddin Hasibuan, Dani Aceh, Ade, Hans, Rozi, Nugha, Ismed, dan Jaspen serta seluruh teman-teman angkatan 2011 S1 Teknologi Infomasi

USU yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang selalu memberikan dukungan, bantuan dan semangat.

Semoga Allah SWT melimpahkan berkah kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Medan, Januari 2017

ABSTRAK

Hidroponik merupakan suatu metode bercocok tanam atau budidaya tanaman tanpa menggunakan tanah, melainkan menggunakan teknologi bercocok tanam yang menggunakan air, nutrisi, dan oksigen. Penggunaan sistem hidroponik mempunyai kelebihan antara lain kuantitas dan kualitas produksi lebih tinggi dan lebih bersih, penggunaan pupuk dan air lebih efisien, serta pengendalian hama dan penyakit lebih mudah. Namun, sistem ini mempunyai kekurangan yaitu, hidroponik sangat membutuhkan ketelitian, ketelatenan, dan pemantauan secara rutin. Perubahan pH, konduktivitas listrik pada nutrisi, suhu air, suhu udara dan intentitas cahaya sangat mempengaruhi pertumbuhan, sehingga dapat mempengaruhi kualitas dari tanaman sayur. Untuk itu diperlukan solusi untuk memantau faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pertumbuhan, serta memberikan pemberitahuan jika terdapat perubahan faktor tersebut yang tidak sesuai dengan syarat tumbuh tanaman. Sistem pemantauan ini menggunakan sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, dan Arduino Uno sebagai board utama atau microcontroller. Hasil pengujian yang dilakukan selama dua minggu pada tanaman selada, bayam merah, dan sawi pak coy yang merupakan respon dari pendeteksian menunjukkan bahwa sensor dan sistem berjalan dengan baik. Adapun hasil jumlah daun dan tinggi tanaman pada pengujian ini untuk masing-masing tanaman yaitu pada tanaman selada mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.6 cm. Tanaman bayam merah mempunyai 6 helai daun dan tinggi 3.8 cm, sedangkan pada tanaman sawi pak coy, jumlah daun yang didapatkan yaitu sekitar 6 helai dan tinggi 4.2 cm.

Kata kunci: monitoring, Tanaman Hidroponik, sensor PH, Electro Conductivity Sensor, sensor suhu air, sensor suhu udara, Light Sensor, GSM/GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

ABSTRACT

MONITORING QUALITY SYSTEMS IN VEGETABLE PLANTING HYDROPONICS USING ARDUINO

Hydroponics is a method of farming or cultivation of plants without using soil, but using the technology of cultivation which use water, nutrients, and oxygen. Using hydroponics system has advantages such as the quantity and quality of production is higher and cleaner, fertilizer and water usage is more efficient, and pest and disease is easier to control. However, this system has the disadvantage that hydroponics require precision, patience, and routine monitoring. Changes in pH, electrical conductivity in nutrients, water temperature, air temperature and light intensity influence the growth, so it can affect the quality of vegetable crops. For that needed a solution to monitor factors that can affect the growth is needed, as well as giving notice if there are changes in these factors which are not in accordance with the requirements grow crops. The monitoring system uses pH sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature, Light Sensor, GSM / GPRS, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, and Arduino Uno as a main board or a microcontroller. And the result of the testing for 2 weeks on the plant lettuce, red spinach and mustard pakcoy which shows the response of the detection indicates that the sensor and the system is running well. This test also showed the number of leaves and height obtained for each plant such as for lettuce plants, it has six leaves and height 3.6 cm. The red spinach plant has six leaves and height of 3.8 cm, while the pak coy mustard plant has 6 leaves and 4.2 cm.

Keywords: monitoring, Hydroponics, pH sensor, Electro Conductivity sensor, water temperature sensor, air temperature sensor, Light sensor, GSM / GPRS Shield, Open Garden Shield, Open Garden Hydroponic, Arduino Uno.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN PERNYATAAN

UCAPAN TERIMA KASIH ABSTRAK ABSTRACT i ii iii v vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR x xi BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 4 1.3 Batasan Masalah 4 1.4 Tujuan Penelitian 4 1.5 Manfaat Penelitian 4 1.6 Metodologi 5 1.7 Sistematika Penulisan 6

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Pemantauan Tanaman Hidroponik 7

2.1.1 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Selada 8 2.1.2 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Bayam Merah 8 2.1.3 Syarat Tumbuh Tanaman Hidroponik Sawi Pakcoy 9 2.2 Perangkat Hardware Yang Digunakan 10

2.2.1 Sensor PH 10

2.2.2 Sensor Suhu Air 11

2.2.3 Electro Conductivity Sensor 11

2.2.4 Light Sensor 12

2.2.5 Air Tempereature Sensor 13

2.2.6 Open Garden Shield 13

2.2.7 Open Garden Hydroponic 14

2.2.8 Arduino Uno 14

2.2.9 GSM / GPRS SHIELD 15

2.3 Penelitian Terdahulu 16

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

3.1 Arsitektur Umum 19

3.2 Data Yang Digunakan 21

3.3 Pemantauan Kualitas Tanaman Sayur Pada Media 22 Tanam Hidroponik

3.3.1 Pemantauan 22

3.3.2 Notifikasi 22

3.4 Perancangan Hardware 22

3.4.1 Perancangan Sensor Suhu udara, Sensor suhu air, 23 dan LDR dengan board open garden shield

3.4.2 Perancangan Sensor PH dan Electro Conductivity 25 Sensor dengan Extension board open garden hydroponic

3.4.3 Perancangan GSM Shield dan Arduino 26

3.5 Perancangan Sistem 27

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

4.1 Implementasi Sistem 30

4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak 30 Yang Digunakan

4.2 Implementasi Perancangan Antarmuka 30

4.3 Pengujian Kinerja Sistem 36

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 42

5.2 Saran 43

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Penelitian Terdahulu 17

Tabel 3.1. Deskripsi Use Case Sistem Aplikasi Monitoring 28 Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII 37

Pada Minggu Ke-1

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Selada Dari Hari I-VII 38 Pada Minggu Ke-2

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Bayam Merah Dari 38 Hari I-VII Pada Minggu Ke-1

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Bayam Merah Dari 39 Hari I-VII Pada Minggu Ke-2

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari 39 Hari I-VII Pada Minggu Ke-1

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Sensor Pada Tanaman Sawi Pakcoy Dari 40 Hari I-VII Pada Minggu Ke-2

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Sensor PH 10

Gambar 2.2. Water Tempereature Sensor 11

Gambar 2.3. Electro Conductivity Sensor 12

Gambar 2.4. Light Sensor 12

Gambar 2.5 Air Temperature Sensor 13

Gambar 2.6 Open Garden Shield 13

Gambar 2.7 Open Garden Hydroponic 14

Gambar 2.8 Arduino Uno 15

Gambar 2.9 GSM / GPRS SHIELD 16

Gambar 3.1. Arsitektur Umum 19

Gambar 3.2 Flowchart Notifikasi 23

Gambar 3.3. Perancangan Sensor Suhu udara, suhu air, dan LDR 24 Dengan Open Garden Shield

Gambar 3.4. Perancangan Sensor PH dan Sensor EC dengan board 25 Open garden Hydroponic

Gambar 3.5. Perancangan GSM Shield dan Arduino Uno 26

Gambar 3.6. Use Case Aplikasi Monitoring 27

Gambar 3.7. Rancangan Halaman Login 28

Gambar 3.8. Rancangan Halaman Utama 29

Gambar 3.9. Rancangan Halaman Tabel Monitoring Sensor 29

Gambar 4.1. Halaman Login 31

Gambar 4.2. Halaman Utama 31

Gambar 4.3. Halaman Pemantauan Tanaman Selada 32

Gambar 4.4. Halaman Pemantauan Tanaman Bayam Merah 32 Gambar 4.5. Halaman Pemantauan Tanaman Sawi Pakcoy 33

Gambar 4.6. Tampilan Grafik Pada Setiap Sensor 33

(a) Grafik Temperatur Udara; (b) Grafik Cahaya; (c) Grafik Konduktivitas Listrik (EC); (d) Grafik pH;

(e) Grafik Suhu Air;

Gambar 4.7. Halaman Tabel Log Sensor 35

Gambar 4.8. Tampilan Setting Database 35

Gambar 4.8. Tampilan Gambar Peringatan Sensor 36

Gambar 4.9 Pengujian Sistem 36

(a) Tanaman Selada; (b) Tanaman Bayam Merah; (c) Tanaman Sawi Pakcoy;